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石炭-水スラリー(CWM)の安定化剤について、その安定化メカニズムを明らかにし、得られた知見を安定化剤の選定や分子設計指針に役立てることが本研究の目的である。これに対し、従来より申請者らはCWM中の石炭粒子の凝集力と反発力を考慮したレオロジーモデルを開発中であるが、モデル式において粒子の表面状態を特徴づけるパラメータの実測値が必要である。そこで本年度は粒子の表面特性を粒子同士の相互作用力としてAFM(原子間力顕微鏡)で測定することを試みた。AFMにはサンプルと探針間の力を測定するモードがあり、これから得られる信号をコンピュータに取り込み、サンプル間の力の相互作用を表すポテンシャル曲線を得る一連の手順をプログラム化することができた。現在は探針の先に石炭粒子を接着し、石炭同士の相互作用力の測定を進めている。またレオロジーモデルについても、凝集構造の破壊過程に改良を加え、粘度計による長時間のレオロジー測定を行うことなしに、定常状態の粘度や時間依存性をシュミューレートできるようになった。
一方、安定化剤の吸着特性を解明するために、本年度は吸着層厚さをLSM(光散乱法)によって測定するシステムを作製した。LSM装置の組み立て、光学系の調整を完了し、現在は標準物質(ポリスチレン粒子等)で校正を行っている。今後、安定化剤の添加条件を変化させたCWMについてLSMで測定を行い、CWMの安定性と吸着層の厚さの変化について相関性を検討していく。
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